JPS6112102A - 耐振ホイツプアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一般的な用途において発信又は受信用に用
いられるホイップ型アンテナに関する。特に、外力及び
共鳴の両者によりアンテナに加えられる機械的振動によ
る有害な効果を減少させるための振動減衰装置を備えた
、機械的振動に抵抗力を有する、即ち耐振性のホイップ
アンテナに関するものである。

〔従来の技術〕

ホイップアンテナの構造に関与する技術者は、過激な環
境（使用）条件及び使用方法によりもたらされる機械的
振動、特に外力及び共鳴による、そしてまた周期的な振
動に耐えることができる構造を提供すると云う問題で苦
しんでいる。

また、ホイップアンテナの伝統的な取付は方法である基
部取付は法（アンテナの根本の部分の取付り）によれば
、構造体の大部分が横方向の安定性を欠くため、振動の
問題は特に悪化するごとになる。ホイップアンテナの全
長にねたっ゛　て多数の取（＝ｊけ点を設けることは、
殆どの場合に不可能であると共に、アンテナとしての電
気的性能に困難を生じるようになる。

〔発明の解決しようとする問題点〕

現在、ホイップアンテナは円筒形又は円錐形（テーパ）
長の金属から、或いは金属導線のような導体を埋め込み
配置した、ガラス繊維と樹脂の複合体から形成されてい
る。中実の（即ち中空でない）金属製ホイップアンテナ
は、殆どの利用例において非常に重い。しかし長く延び
たアンテナの中央部から余分の材料をミル加工で除こう
とすることは、コスト高になると共に、アンテナの構造
上の一体性を減じさせるごとになる。ガラス繊維による
構造のアンテナは、金属製の物より実質的に軽量である
が、過度の振動の下や、大きな衝撃及び振動を生じさせ
る極端な環境条件下においては、アンテナは層分離を生
じて構造の一体性を失うようになる。このように構造上
の一体性が失われてしまうと、埋め込まれた導線が破損
して、アンテナの効力が損傷されることになる。

さらに、現在ホイップアンテナは、−木の延伸された円
筒又は円錐形（テーバ）部材から形成されることが多く
、特別の長さのものを得ることが困難である。特別に長
いアンテナを希望する場合には、その一本の長尺アンテ
ナを提供するために特別の製造技術が必要となるし、ま
たアンテナを所望の使用位置へと移送するために特別の
移送設備が必要となるが、これらは望ましくない時間と
コストを必要とする。他方、連続する短いホイップアン
テナの部片を、例えばリングゾラケソト、溶接、重ね継
ぎ又はボルト止めにより、相互に結合即ち連結すること
もできる。しかし、これらのアンテナ接合技術の各々は
、アンテナの前記連結部付近の領域に、極端な、又は連
続的な振動状態下では破損してしまう、振動に敏感な機
械的応力領域を生じさせることになり、その結果、アン
テナの部片から部片への電気的接続の一体性が失われる
ことになる。さらに、前述のような一本の長尺アンテナ
を形成するために短い部片を結合即ち連結する上述の方
法は、アンテナ外表面に不連続性を持たせることになる
。

これに対して、この発明においては、ホイ・ノブアンテ
ナに対し滑らかな連続テーバ外面を提供しており、極端
な環境条件においてその有効寿命が大いに延長される。

これと共に、円錐外面を有する連続部片を内部で連結す
るための、密接に嵌合する剛性の接続インサート部材即
ち内部補強部材を用いることにより、連続する部片間に
良好な機械的及び電気的接続状態が得られるようになる
。

さらに、ホイップアンテナは、多の長く細い構造物と同
様に、特有の機械的共鳴周波数を有する傾向があり、共
鳴時に節となる部分は、ホイップ構造物が横曲げを受け
た時に、臨界応力点く領域）となる。このことから、連
続する部片をこの節において強化することにより、ホイ
ップの全長にわたって補強する必要性が軽減されると共
に、全体の重量を実質的に増大させることなく、振動状
態下におけるホイップアンテナ全体に対して、実質的か
つ全体的な構造安定性が得られることが分かったのであ
る。

振動減衰装置はそれ自体新規なものでばないが、この発
明と組み合わせて利用することができる。現在、振動減
衰装置、例えばホイ・ノブ構造物の頂部からアンテナの
底部又はその付近まで吊下げられた鍾付きのコード、チ
ェイン又はケープルー−通常、中空構造のホイップアン
テナの内部に吊下げられる−−は、ホイ・７プアンテナ
が横方向にある長さを越えて機械的に動かされた時に、
振動に対して逆向きの力を提供する。しかし、このよう
な振動減衰装置は２つの基本的な欠点を有している。第
１に、鍾付きのコード減衰装置は、基本的に、その底部
で取付けが行われると共に垂直方向に延びるホイップア
ンテナについてのみ有効に利用できるということである
、これは、コードの復帰力と一次減衰をもたらすものは
重力であり、そのためコードの重量の大部分がその長さ
に沿って存すること、従って垂直に取付けることが必要
とされることによる。またホイップアンテナに対する減
衰装置としてのコードの基本的な効果は、横方向に動く
ホイップアンテナの壁に対してコードが打ち当たること
によりもたらされるから、コードはホイップアンテナの
壁に対して自由に揺動できなければならず、このことも
実質的に垂直な向きのアンテナへの限定を行うことにな
る。

鍾付きのコード減衰装置に関する第２の基本的な欠点は
、減衰を行う能力が本質的にホイップアンテナの全長に
わたって分散されてしまい、最大の横方向、即ち横断方
向への動きが生ずる共鳴節又は応力点に対し直接には集
中されず、よって減衰が非効率的になることである。

これに対して、この発明により構成された振動減衰装置
を利用する場合は、一つ又は複数の該減衰装置を、ホイ
ップアンテナの全長にわたって、機械的な共鳴節である
機械的応力点又はその付近に選択的に位置決めする。ま
た好ましい形態においては、前述した剛性を有する接続
インサート部材即ち内部補強部材（内部型部片接続体）
と組み合わせて配置される。このような振動減衰装置は
臨界振動点に焦点を合わせて配置されていて、望ましく
ない振動が急速に減衰されるようになる。さらに、この
ような減衰装置は、垂直以外の向きに取付けられたホイ
ップアンテナについても、同様に利用できる。

〔問題点を解決するための手段〕 従って、この発明の目的は、前述のような従来技術の制
限を受けないばかりか、逆に、使用時の極端な（過激な
）環境条件によりもたらされる周期的かつ衝撃的な振動
による劣化効果を最少にする、軽量の導電性構造物たる
、新規で改良された、機械的振動に抵抗力を有する耐振
ホイップアンテナを提供することである。

他の目的は、連続する部片を連結することにより任意の
適切な長さに構成できると共に、連続する滑らかな外表
面と、振動下での構造上の一体性を保持する、前述のよ
うな新規なホイップアンテナを提供することである。

別の目的は、不必要なアンテナの重量を減少させると共
に、振動発生状態において構造上の一体性を維持するた
めに、アンテナの全長にわたり、機械的共鳴節たる臨界
振動応力点（領域）において構造的に補強されている、
新規なホイップアンテナを提供することである。

さらに別の目的は、振動減衰を臨界応力点に集中させる
ために、アンテナ全長にわたり、臨界振動応力点に近接
して配置され、垂直方向及び他の方向に取付けられたア
ンテナと共に利用され得る機械的振動減衰装置を礪えた
、新規なホイップアンテナを提供することである。

さらに別の目的は以下に説明されると共に、特許請求の
範囲に詳細に記載されている。

しかし、その重要な形態の一つからすると、この発明は
概略的に、多数の部片からなる円錐金属チューブからな
ると共に、連続する部片は剛性の内部補強部材を有し該
部材が隣接する部片の各端部の対応する凹所内に密接に
嵌合されて連結されており、前記連続する部片の金属製
外表面が連続的に滑らかに移行する金属製外表面を形成
しており、前記部片の長さは機械的振動応力点がその隣
接端部に位置するように選定されていると共に、前記内
部補強部材の各々が前記応力点の上下に充分に延長して
剛性支持体を形成している、機械的振動に抵抗力を有す
るホイップアンテナを含んでなるものである。

好ましい細部構造、良好な形態の実施例及び他の発明上
の特徴は、以下に説明される。

〔実施例〕

この発明を図面を参照して説明することにする。

第１図において、この発明の、機械的振動に抵抗力を有
する耐振ホイップアンテナが全体的に１で示されている
。ホイップアンテナ１は３つの連続する金属チューブ状
の円錐形部片２゜３及び４を有し、これらの部片は、旋
削アルミニウムチューブの如くであり、良好な機械的構
造及びｍ型持性を有している。連続する円錐形の金属チ
ューブ状の部片２，３及び４ばそれぞれ同様に円錐形の
テーパ内部開口２’、　３’及び４゛を画定しており、
また連続する部片２，３及び４の壁部は、実質的にその
個々の長さ全体にわたって、木質的に等しい肉厚を有し
ている。金属製の各部片２．３及び４ば、上部開口端Ｉ
Ｊ２１１Ｊ３及びＵ４と、下部開口端り、、　１１及び
Ｌ４を備えており、そのテーパ外径は、Ｌ２における最
大値からＵ４における最小値まで、連続かつ滑らかに減
少している。上部開口端Ｕ４にはキャップが設けられる
か、図示の如くシールがされる。更に、２つの円錐形部
片が結合される各点又は各領域において、その隣接する
各端部は同〜の外径をイ１しており、従って結合された
時、連続する円Ｋｌｆ形部片は一つの連続する滑らかな
円錐形外表面を呈する。

部片２．３．４の各下部開口端Ｉ７□、■、３及び１，
４の直（上の位置には、凹部２”、３”及び４パがミル
加工或いは別の手段により設けられており、それぞれ前
記部片の内壁に沿って短い長さにわたって延びるよう内
側に配置されている。同様の内部の凹部２′°′及び３
°゛′が、部片２及び３の内壁に沿って、かつその各上
部開口端Ｕ、ｌ及びＵ４の直ぐ下に短い長さにわたって
延びるように内側に配置されている。

アンテナＩの連続する各部片には、それぞれ部片２及び
３、そして３及び４に対して、剛性の内部補強接続ロッ
ド又は部材５及び６が設けられている。接続部材５及び
６は、例えば全体的に中実の金属とされるか、又は図示
のように中空円筒とされる。それと共に、それぞれ四部
２°′”−３”及び３”’−４”内に密接に嵌合されて
、これらの内部に沿って延びることにより、連続する円
錐形部片２−３及び３−４を結合して、一体としての、
そして滑らかな連続する外表面をイ■するホイップアン
テナ１を形成している。

連続するアンテナの部片２及び３の隣接する各端部Ｕ２
及びし、の外径は、部片４の下端部り、及び部片３の上
端部Ｕ、の外径と同様に同一であるから、円錐形の部片
２及び３及び４は、結合即ち連結された時に、一体とし
ての、連続的な滑らかな円錐形のチューブ状アンテナを
提供することになる。好ましい形態においては、連結及
び補強用の接続部材５及び６は、それぞれ凹所２゛′。

−３”及び３°゛−４”に挿入される前に、導電性の焼
付き防止（ａｎｔｉ−ｓｅｉｚｅｄ）化合物、例えばア
ルミニウム微粉と混合された白ワセリンをコーティング
されて、部片間に付加的な電気的接続状１１Ｑをもたら
すと共に、分解する際に接続部材の取り外しを容易にす
るようにされる。

アンテナは、例えばガラス繊維からなる誘電注進縁イン
サート７により、その基部で取付けられている。この基
部の絶縁インサート７は、本質的に円筒状の外形を有す
ると共に、全体的に中実の構造であることが好ましく、
更に底部の円錐形部片２の下部開口端Ｌ２と同一の径を
有する上部肩部Ｕ７と、例えばアルミニウム又はスチー
ルからなる取付は基部８の上端部１１．と同一の径を有
する下部肩部Ｌ７を備えている。大きな安定化用基部プ
レー）Ｌ８により、例えば半径方向に分散された複数の
取付は用のポル１〜孔９を用いて、アンテナ１は取付は
面に対して固定されるようになっている。こうして絶縁
体からなる基部インサート７は、底部のアンテナ部片２
の下部開口端Ｌ２の凹所２”に密接に嵌合する接続プラ
グ延長部１０と、取付は基部８の凹所８”に密接に嵌合
する下部接続延長部１１とにより、アンテナを取付は基
部８に連結する。下部の絶縁体たるインサート７には、
一つ又は複数の下方へ傾斜したドリップリング１２が固
定配置されていて、例えば雨又は作動中の蓄電により、
金属製のアンテナ１と、やはり金属製の取付は基部８と
が電気的に接触する危険を減少させている。

使用時、アンテナは前述の機械的衝撃又は振動といった
条件下に置かれることになる。前に述べた如く、アンテ
ナは基本的にその長さによって決定される共鳴節のあた
りで、一定周期をもって振動することになる。例えば、
旋削アルミニラｌ、の円錐形部片２，３及び４からなる
と共に、Ｔ部間口端Ｌ２における最下部外径２０．３ｃ
ｍ（８ｉｎ）から、上部開口端Ｕ４における最上部外径
７．６ｃｍ（３ｉｎ）までのテーパを有する１０．７ｎ
＋（３５ｆｔ）のアンテナ１は、アンテナの最下点の上
方、はぼ４．３ｍ（１４ｆｔ）及び７．５ｍ（２５ｆｔ
）に共鳴振動の節を有している。前述のように、これら
の領域は特に疲労及び破壊を生じる可能性を有する。本
発明においては、共鳴節の上方及び下方に充分に延びる
接続部＋Ａ’　５及び６を配置することにより、特別に
補強がなされている。

臨界共鳴の節に剛性支持体を設け、また機械的な振動の
分散を行うのに加えて、本発明においては機械的振動減
衰装置を設けることができる。これによれば、減衰装置
を節の領域即ち節点付近に配置することにより、アンテ
ナ１の横方向の機械的移動又は運動を減少させるように
なっている。ここで第２図を参照すると、接続部材５が
拡大して示されており、これと一体の機械的振動減衰装
置が全体的に符号１３で示されている。

第２図及び第３図の機械的振動減衰装置１３は横方向即
ち水平方向の振動変位を減衰させるための構成を有して
いるが、例えば減衰装ｒｒｔ１３を配置し直して、その
軸心を振動方向に直角に、かつ重力に対して垂直方向に
配置させて、別の方向において振動減衰を行うように構
成することもできる。減衰装置は種々の重心移動タイプ
であることができるが、好ましい減衰装置Ｉ３は、例え
ば円形の金属プレートからなる頂部プレート１４及び底
部プレート１５を備えており、このプレートは例えば溶
接により接続部材５の中空の円筒空所内に固定されてお
り、これによって密閉された空所１６がプレート１４と
１５との間、そしてロッド５の壁部内に形成される。密
閉された空所１６内にはワイヤーメソシュ１７が固定さ
れており、このワイヤーメンシュ１７は、例えば溶接に
より、空所１６内で接続部材５の内壁及び頂部及び底部
プレート１４．１５にそれぞれ取付けられている。また
、密閉された空所１６内には例えばスチール又は鉛のシ
ョット１８の如き複数の重錘ペレット又はボールが配置
されていて、これらのショットは通常は底部プレー目５
上に休止しているが、密閉された空所１６内で自由に移
動できるようになっている。ワイヤーメソシュ１７は、
ワイヤー間の間隙がショット即ち弾１８の径より大きく
、ショット１８がワイヤーメソシュ１７を通過して移動
できるように設計されている。ワイヤーメソシュ１７の
間隙のサイズは、メツシュ１７を通してショット１８を
適切に通過させるために、ショット１８の径の３〜４倍
にしなければならない。

作動中、振動力がアンテナ１をその長手力向軸心に直交
する成分をもって、横方向に移動又は揺動させると、機
械的振動減衰装置１３に近接して位置する臨界共鳴節は
、実質的にアンテナ１の長手方向軸心に沿って、周期的
に移動する。

共鳴節が振動すると、これと密接に関連する剛性な連結
部拐例えば５が横方向に動き、これにより減衰装置１３
を横方向に動かす。減衰装置１３が動かされると、ショ
ット１８は同じ方向の移動モーメントを有していないこ
とから、移動に対して抵抗し、従って移動量を減少させ
るごとになる。アンテナ１の周期的な振動や揺動におい
て生ずる上記と逆の横方向への動きに対しては、特に共
鳴又は調和振動周波数において、ショット１８ばこの逆
方向の横移動に対して密閉された空所１６内部で反対方
向に移動し、ワイヤーメンシュ１７のワイヤー、及び接
続部＋Ａ５の内壁との衝突や接触により、逆向き又は復
帰モーメン１−力を付与する。ショット１８は密閉され
た空所１Ｇ内で実質的に全領域にわたって移動できるか
ら、復帰モーメント力がアンテナの共鳴節の周期的横移
動の周波数とは異なる位相をもって、接続部材５に対し
て、従ってアンテナ１に対して付与されることになり、
かくして周期的な移動（変位）により生ずる振動を減衰
することになる。

−１−述のようにして構成された場合、アンテナ１ば、
ある表面に対して容易に取付けることができる、かつ滑
らかに移行する導電性の外表面を備えた、機械的な抵抗
力を有するホイップアンテナを提供することになる。ア
ンテナに対する電気的な接続は、アンテナの一部、例え
ば第１図に示されるように円錐形の部片２に固定的に取
付けられるか、或いはその内部に一体化されている金属
製給電点１９により行われる。作動にあたっては、多数
の剛性な接続部材（例えば接続部月５及び６）が、関連
する振動減衰装置（例えば減衰装置１３）と共に利用さ
れて、この減衰装置は前述の共鳴節の位置にそれぞれ配
置される。さらに、振動減衰装置は剛性な接続部材によ
る支持体のない状態でもアンテナ１の頂部、例えば上端
部Ｕ４の如き位置に取付けられることができ、これによ
りアンテナ１の頂部における横方向の振動を阻止又は減
少させるようになっている。なお、この頂部は前述のよ
うに臨界節（振動点）であるが、追加の剛性支持体が不
要な個所である。

前述の７．６ｍ　（２５ｆ　ｔ）のアンテナの例に戻る
と、取付は基部８が４〜１００Ｈｚの垂直及び水平の機
械的周波数で励振された場合は、周ｊｌｊｌ的な共鳴周
波数が７．１６．５．３５．５３及び７９Ｈｚで認めら
れた。この場合、４．３ｍ（１４ｆｔ）及び７　、６ｍ
　（２５ｆ　ｔ）の位置において共鳴節点の上方及び下
方に延びる、例えば連結部材５及び６の如き剛性支持一
連結部材を設け、また減衰装置１３のような機械的振動
減衰装置−一減衰装置は４．８ｍｍ（３／１６ｉｎ）径
の金属製ショット（例えば嵐６鉛弾丸）　１８を１．５
ｋＣＬ。

（３，３１ｂ）有し、かつ６．４ｍｍ　〜９．５ｎ＋＋
ｎ（１／４〜３／８ｉｎ）のワイヤーメソシュ格子１７
を有する−−を３つ設け、そのうち２つの減衰装置をそ
れぞれ２つの共鳴節点に隣接して配置しかつ連結部材５
及び６に取付け、また残る一つの減衰装置をアンテナ１
の頂部即ち上端部Ｕ４に配置するようにした場合、実質
的な機械的振動抵抗力が達成できた。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、長さを自由に設定でき、しかも
軽量で、機械的な振動、特に共振に対して抵抗力のある
ホイップアンテナが提供される。またその外表面ば滑ら
かで導電性も良く、接続部の補強に関しても充分なもの
である。

以上のアンテナの例示的説明は円筒状の円形断面構造に
関連したものであったが、他の長手方向に延びる構造物
、例えば三角形、正方形、四角形、又は他の多角形成い
は面断面形状を有するものも考慮することができ、これ
らもこの発明の範囲及び趣旨のうちに包含されるもので
ある。なお、円筒形という用語はその通常の数学的意味
で用いられている。さらに当業者にとっては修正が可能
であるが、それも特許請求の範囲に規定された本発明の
範囲内のものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、剛性を有する内部補強部材により連結された
、多数の連続する円錐形部片を示すためにその長手方向
に破断して示した、この発明のホイップアンテナと取付
は装置との立話面図、第２図は剛性の内部補強部材及び
それと一体の機械的振動減衰装置を少し拡大した第１図
と同様な立話面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿う振
動減衰装置の少し拡大した断面図である。 １・・・ホイップアンテナ ２．３．４・・・部片 ２゛、３”、４°・・・内部開口 ２°°、３″、４″・・・凹部 ２”’、３°”、４°°°・・・凹部 ０２、Ｕ３，０４・・・上部開口端 Ｌ２．Ｌｌ、Ｌ４・・・下部開口端 ５．６・・・接続部材 ７・・・インサート １．７・・・下部肩部 ８・・・取付は基部 ８゛・・・凹所 υ□・・・基部プレート ９・・・ボルト孔 １０、　Ｈ・・・延長部　。 １２・・・ドリップリング １３・・・減衰装置 １４・・・頂部プレート １５・・・底部プレート １６・・・空所 １７・・・ワイヤーメツシュ １８・・・ショット １９・・・給電点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　多数の部片からなる円錐形金属チューブからなると
   共に、連続する前記部片が隣接する部片のそれぞれの端
   部の凹所内に密接に嵌合された剛性の内部補強部材によ
   り連結されており、前記連続する部片の金属製外表面は
   連続的に滑らかに移行しており、前記部片の長さは機械
   的振動応力点をその端部に隣接して位置するように選定
   されていると共に、前記各補強部材が前記応力点の上下
   に充分に延長して剛性支持体を形成している耐振ホイッ
   プアンテナ。 ２　前記応力点が機械的共鳴節に対応している、特許請
   求の範囲第１項に記載の耐振ホイップアンテナ。 ３　振動減衰装置が前記部片内で前記各共鳴節付近に配
   置されて、横振動を減衰させるようになっている、特許
   請求の範囲第２項に記載の耐振ホイップアンテナ。 ４　前記アンテナ部片の頂部内でかつその頂部付近に配
   置された振動減衰装置を包含している、特許請求の範囲
   第１項に記載の耐振ホイップアンテナ。 ５　多数の部片からなる円錐形金属チューブからなると
   共に、連続する前記部片が隣接する部片のそれぞれの端
   部の凹所内に密接に嵌合された剛性の内部補強部材によ
   り連結されており、前記連続する部片の金属製外表面は
   連続的に滑らかに移行しており、前記部片内で前記剛性
   の内部補強部材の位置に配置された振動減衰装置を備え
   ている耐振ホイップアンテナ。 ６　前記剛性の内部補強部材がアンテナの機械的共鳴節
   の上方及び下方に充分に延長して、前記節に対して剛性
   支持体を与えている、特許請求の範囲第５項に記載の耐
   振ホイップアンテナ。 ７　一つ又は複数の振動減衰装置が、前記剛性の内部補
   強部材に固定的に配置されている、特許請求の範囲第６
   項に記載の耐振ホイップアンテナ。 ８　振動減衰装置が前記アンテナ部片内で、機械的共鳴
   節付近に配置されている、特許請求の範囲第５項に記載
   の耐振ホイップアンテナ。 ９　前記振動減衰装置が、ショットによる重心移動装置
   からなる、特許請求の範囲第７項に記載の耐振ホイップ
   アンテナ。